Simulação da produção de biodiesel a partir de um óleo ácido baseado em parâmetros cinéticos experimentais

• Autor(a) principal: Soares, Ricardo André Guedes
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Relatório
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/16281
• topic: Biodiesel; Produção de Biodiesel; Óleo com elevado teor de ácidos gordos livres; Simulação da Produção de Biodiesel em Aspen Plus V8.4.; Biodiesel production; Oil with high free fatty acid content; Simulation of Biodiesel Production in Aspen Plus V8.4.

No presente trabalho foi realizada uma simulação computacional em ambiente Aspen Plus V8.4 da produção de biodiesel a partir de uma alimentação de óleo com elevado teor de ácidos gordos livres em solução. A conversão em biodiesel foi determinada pela cinética química, com recurso a dados cinéticos obtidos na literatura, sendo que as espécies eletrolíticas participantes do processo também foram levadas em conta nas etapas reacionais. O processo simulado é composto por três etapas. As duas primeiras constituem a etapa reacional, sendo a terceira etapa relativa à separação e purificação. A etapa reacional foi dividida na esterificação ácida e na transesterificação alcalina. Na primeira, os ácidos gordos livres em solução são convertidos em biodiesel e na segunda, a corrente de óleos, agora com um teor residual de ácidos gordos livres, é convertida em biodiesel. Na última etapa o biodiesel é purificado, diminuindo-se o seu teor em água e metanol. Nesta etapa também se procede à separação e recuperação do metanol e glicerol utilizados em diferentes pontos do processo. Assim, foram alimentados ao processo uma corrente de 1000 kg/h de óleo, com 25% em massa de ácidos gordos livres. A conversão desta corrente resultou em 952 kg/h de uma corrente de biodiesel com uma pureza mássica de 97,36%. Para além dos óleos, foram também alimentados ao processo 670 kg/h de metanol, 10 kg/h de ácido sulfúrico concentrado (98%), 5 kg/h de hidróxido de sódio sólido, 100 kg/h de glicerol e 500 kg/h de água para lavagem. Do metanol alimentado ao processo foram consumidos cerca de 16% em massa nas etapas reacionais e recuperados, cerca de 63%, da corrente de alimentação, no final do processo, com uma pureza mássica de 96%. O processo de transesterificação alcalina produz cerca de 76% do glicerol alimentado, sendo este recuperado praticamente na totalidade no final do processo com uma pureza mássica de cerca de 80%. A conversão dos ácidos gordos livres na etapa de esterificação ácida foi de 98,89%. Relativamente aos óleos, a conversão obtida para os mesmos na etapa de transesterificação alcalina, foi de 96.41%. A potência térmica consumida para se purificar o biodiesel produzido e recuperar o metanol e glicerol, foi de 202 kW.